论文部分内容阅读
骨组织工程支架材料是组织工程学科的一个重要领域，也是材料学家和组织工程学家研究的一大热点。本文介绍了骨组织工程支架材料的基本要求，讨论了生物衍生材料、生物陶瓷、聚合物材料、复合材料等不同类别支架材料的特点，分析了它们的优势与不足以及各自的发展方向。 珊瑚人工骨是一种临床应用较早的骨组织工程支架材料，因其降解过快，降解速度大于新骨的生成，使其应用受到了局限。本研究采用生物玻璃来改良CaCO3的降解性，并实现CaCO3的低温烧结。 实验测得原料CaCO3的分解温度为846℃，常压下热力学计算值835℃。热力学计算表明CaCO3的分解温度随CO2分压呈指数变化，因此，通过提高CO2分压来实现的固相烧结从理论上讲不可取。用TG-DTA方法分析CaCO3的热分解与粒径、升温速度和杂质的关系得出以下规律：CaCO3分解速度受粒度和加热速率影响较大，粒度越小，加热速率越快，则分解速度越快；K、Na因能与Ca形成低共熔物加快CaCO3分解。 实验用红外光谱分析了钙磷生物玻璃在模拟体液中的降解，钙磷系生物玻璃在模拟生理溶液中浸泡，能形成与正常骨组织的矿物质形态相似的碳酸羟基磷灰石（HCA）层，表现出良好的生物活性。 CaCO3与生物玻璃在高温下长时间作用能溶入玻璃形成非晶态，保温时间过长会导致材料的强度下降；在低于CaCO3分解的温度下，材料强度随烧结温度的升高而升高；CaCO3与生物玻璃复相陶瓷的强度明显地高于单相CaCO3与单相生物玻璃，CaCO3含量达到20％时，颗粒增强的效果明显，强度达到最大值。因此适用于CaCO3+BG体系的烧结制度为低温快烧，最佳工艺：烧结温度750℃，保温时间20min，玻璃相含量30％。 论文以强度和孔隙率为主要指标研究了骨料粒度、烧成温度、保温时间、造孔剂与粘结剂含量对多孔碳酸钙陶瓷性能的影响。随着骨料粒度的增大，材料气孔率降低，抗弯强度降低；随着烧成温度的提高，材料的显气孔率下降，抗弯强度增大；随着保温时间的延长，气孔率下降，同时抗弯强度增加，但是气孔率下降幅度比较小，可以近似地认为保温时间对样品显气孔率的影响绞小；随着粘结剂用量增加，显气孔率下降，而抗弯强度提高；随着成孔剂用量的提高，其气孔率随之升高，而抗弯强度随之降低。综合考虑强度，孔隙率等性能，推荐多孔CaCO；陶瓷的最佳烧结条件；烧结温度750℃，保温时间20min，玻璃相含量30％，造孔剂含量20％。